Code de pratiques écologiques pour les aciéries non intégrées : section 2


Section 2 : Activités d'exploitation

Cette section décrit les principales activités d'exploitation des aciéries non intégrées. Elle ne fournit pas une liste exhaustive des activités pouvant avoir des incidences sur l'environnement. Les activités et techniques dont il est question ici ne s'appliquent pas nécessairement toutes à l'ensemble des aciéries. La présente section a plutôt pour objet de cerner la nature et la portée des activités visées par le code, en particulier celles qui suscitent des préoccupations d'ordre environnemental touchant les mesures d'atténuation dont il est question aux sections 3 et 4.

Les figures 2.1 et 2.2 illustrent les principales activités et les principaux procédés pertinents en ce qui a trait à ce code de pratiques écologiques ainsi que les rejets >dans l'environnement qui en résultent.

Figure 2.1 Fabrication du fer par réduction directe, fabrication de l'acier et formage à chaud utilisant un four à arc électrique et rejets dans l'environnement qui en résultent


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Fabrication du fer par réduction directe, fabrication de l'acier et formage à chaud utilisant un four à arc électrique et rejets dans l'environnement qui en résultent.

Figure 2.2 Formage à froid et finissage et rejets dans l'environnement qui en résultent


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Formage à froid et finissage et rejets dans l'environnement qui en résultent

2.1 Manutention et entreposage des matières premières

La ferraille d'acier peut provenir de la production même des aciéries ou être achetée. L'utilisation de nouvelles technologies visant à accroître la productivité a réduit les quantités de ferraille disponible produite sur le site des aciéries. La ferraille achetée peut consister en de la ferraille industrielle provenant directement de clients, de la ferraille de basse qualité comme des véhicules broyés ou des tournures, des rebuts divers provenant de différentes sources, des rebuts irrécupérables résultant de la démolition de bâtiments ou d'autres structures, de la ferraille d'acier inoxydable et de la ferraille d'acier d'alliage. Elle est habituellement transportée par chemin de fer ou par camion et habituellement entreposée à l'extérieur.

Le minerai de fer utilisé dans le procédé de réduction directe du fer par Ispat Sidbec Inc. est transporté par chemin de fer et par navire.

Parmi les fondants, on retrouve la chaux calcinée, la dolomite calcinée, le spath fluor et la silice pour la fabrication de l'acier. Habituellement, les fondants destinés à la fabrication de l'acier sont transportés par camion et entreposés dans des silos.

2.2 Réduction directe du fer

La société Ispat Sidbec Inc. a recours au procédé de réduction directe du fer Midrex pour produire du fer de réduction directe pour remplacer une partie de la ferraille d'acier utilisée pour alimenter ses fours à arc électrique. Dans ce procédé, l'oxyde de fer est introduit par le sommet d'un four à cuve. Il descend dans la cuve et est chauffé à l'aide d'un gaz dirigé à contre-courant composé d'hydrogène et de monoxyde de carbone, ce dernier résultant du craquage du gaz naturel. La matière résultante est refroidie et évacuée de la cuve sous forme de fer de réduction directe ou est soumise à un briquetage à chaud puis refroidie. Habituellement, le fer de réduction directe contient entre 90 % et 93 % de carbone.

2.3 Fabrication de l'acier

Au Canada, les aciéries non intégrées utilisent le four à arc électrique pour produire de l'acier. Dofasco Inc. utilise également ce procédé pour une partie de sa production.

La majeure partie des matières premières qui alimente les fours à arc électrique consiste en de la ferraille d'acier provenant des aciéries mêmes, de clients et d'établissements de recyclage de déchets, notamment de véhicules, d'appareils électroménagers, de contenants et de rebuts de démolition. Plusieurs aciéries exploitent des établissements captifs de recyclage de l'acier. Dans le cas d'Ispat Sidbec Inc., une partie de la ferraille d'acier est remplacée par du fer de réduction directe.

La coquille du four est généralement doublée de matériaux réfractaires au-dessous de la surface de la couche de laitier et dotée de panneaux refroidis à l'eau au-dessus de ce niveau. De plus, le four comporte à son sommet un couvercle doublé de matériaux réfractaires ou refroidi à l'eau qu'on ouvre latéralement pour l'enfournage de la ferraille. Celle-ci est enfournée à partir de bennes qui s'ouvrent par le bas. Les électrodes de carbone sont introduites par le haut du four, et la ferraille enfournée est fondue par la chaleur générée par les arcs électriques qui se forment entre celle-là et les électrodes. La chaleur produite par l'énergie électrique sous forme de courant alternatif ou direct est complétée par la combustion de gaz naturel, d'oxygène et d'autres combustibles. Un laitier est formé par l'ajout de fondants qui se combinent aux matières indésirables. Le four est incliné et l'acier est versé dans une poche doublée de matériaux réfractaires.

La plupart des aciéries modernes accroissent la productivité en ayant recours au four à arc électrique pour la phase de la fonte, puis à la métallurgie en poche pour la phase finale d'affinage et d'alliage. Dans certains cas, l'acier en poche est transporté à une station de dégazage sous vide, où la teneur en gaz de l'acier fondu est réduite pour en augmenter la qualité.

2.4 Coulée continue

Plus de 97 % de l'acier produit au Canada est transformé par coulée continue en produits semi-finis, dont des brames, des lopins, des billettes ou des ébauches de poutrelle selon le produit fini désiré et les besoins des points de vue métallurgique et du laminage. Le reste est coulé dans des moules pour la production de lingots.

Dans le procédé de coulée continue, une poche d'acier liquide est placée au-dessus d'une cuve doublée de matériaux réfractaires appelée distributeur dans laquelle l'acier est coulé jusqu'à un niveau prédéterminé. L'acier liquide qui coule peut être protégé du contact avec l'air par des tubes en matériaux réfractaires. Les registres ou les portes coulissantes installés à la base du distributeur sont actionnés pour contrôler l'écoulement de l'acier liquide dans un ou plusieurs moules de cuivre oscillants refroidis à l'eau. Une coquille solide se forme autour de l'acier au contact avec les moules. Le noyau fondu est retiré par le bas des moules et déposé sur des rouleaux de guidage où il est solidifié à l'aide de jets d'eau. Par la suite, l'acier solidifié est sectionné au moyen de ciseaux mécaniques ou d'une torche à chalumeau selon l'épaisseur de la bande d'acier.

2.5 Formage à chaud

Dans bon nombre d'aciéries modernes, le produit de la coulée continue est transporté chaud à un four de réchauffe de manière à ce qu'il demeure à la température uniforme requise pour le formage à chaud. Avant le formage, les imperfections peuvent être éliminées en écriquant la surface à l'aide d'une flamme composée d'un mélange d'oxygène et de gaz combustible ou par des moyens mécaniques. Cependant, les procédés modernes de fabrication de l'acier visent à réduire le plus possible les imperfections de surface, afin d'éliminer l'étape d'écriquage. Le formage à chaud a pour effet de modifier la forme et les propriétés métallurgiques de l'acier en brames, en lopins, en billettes ou en ébauches de poutrelle par la compression du métal chaud entre des rouleaux mus à l'électricité. Les rouleaux utilisés pour les barres, les tiges de fil ou les profilés (produits longs) sont pourvus de dentelures donnant progressivement à l'acier la forme finale voulue. Les rouleaux destinés à la production de feuilles, de bandes et de feuillards sont plats ou dotés d'un petit contour permettant de donner au produit fini une forme plate.

Après le formage à chaud, le produit peut être soumis au finissage, soit le dressage au moyen de cylindres, la coupe en longueurs dans le cas des produits longs, des feuilles et des feuillards, ainsi que le rognage et le bobinage dans le cas des bandes. Dans certains cas, les bandes en bobines sont soumises à un formage à froid en vue d'un traitement ultérieur.

2.6 Formage à froid

Les sociétés Ispat Sidbec Inc. et Atlas Stainless Steels disposent d'installations de formage à froid pour la fabrication de produits laminés. Certains produits formés à chaud, principalement des produits laminés (bandes ou feuilles d'acier) sont soumis à un traitement ultérieur par formage à froid. Ces derniers sont d'abord lavés à l'acide pour enlever la couche d'oxyde qui se dépose pendant le formage à chaud. Ensuite, la bande ou la feuille d'acier est réduite à froid par compression entre des rouleaux jusqu'à ce qu'elle atteigne l'épaisseur et présente les caractéristiques souhaitées. Les propriétés métallurgiques du matériau peuvent être modifiées à l'étape du recuit. Certains produits plats doivent subir un traitement final dans un laminoir de finissage ce qui permet d'en augmenter la planéité et la rigidité superficielle.

Certains produits spéciaux ou les barres en acier allié peuvent également être soumis à un formage à froid, qui consiste à tirer les barres dans des matrices pour leur donner la forme et la rigidité superficielle voulues.

2.7 Lavage à l'acide et nettoyage

La couche d'oxyde formée à la surface des produits plats pendant le formage à chaud est enlevée en soumettant ceux-ci à un lavage à l'acide, puis à un rinçage pour enlever toute trace d'acide. Pour ce faire, l'acide chlorhydrique est le plus souvent utilisé, quoiqu'à certains endroits l'acide sulfurique est aussi employé. Pour l'acier inoxydable, un mélange d'acide nitrique et d'acide fluorhydrique est utilisé.

L'acide chlorhydrique et sulfurique ayant servi au lavage est traité à une station de régénération d'acide en vue de sa réutilisation et l'oxyde de fer récupéré est soit recyclé ou vendu. Le mélange d'acide nitrique et d'acide fluorhydrique utilisé pour l'acier inoxydable ne peut être recyclé; il doit être traité comme un déchet.

Le dégraissage alcalin ou au solvant a pour fonction d'enlever les huiles résiduelles résultant du formage à froid avant le recuit ou le revêtement pour éviter que la surface du produit ne se tache ou ne se contamine.

2.8 Revêtement

Une couche de zinc est appliquée sur les bandes d'acier à des fins de protection et de décoration. L'aciérie d'Ispat Sidbec Inc. est le seul établissement non intégré qui possède une installation de revêtement, à savoir un établissement de galvanisation par immersion à chaud indépendant de l'aciérie et exploité dans le cadre d'un partenariat formé avec Dofasco Inc. La couche de zinc est appliquée par immersion à chaud des bandes d'acier dans un bain de zinc fondu.

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